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원뿔곡선의 수학사와 수학교육 (The history of conic sections and mathematics education)

  • 진만영;김동원;송민호;조한혁
    • 한국수학사학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.83-99
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    • 2012
  • 고등학교 교육과정에서 학생들은 원뿔곡선 조작 환경을 제공 받지 못하고 초점과 준선을 이용하여 대수적 정의를 받아들이며, 원뿔곡선을 동적인 의미 없이 정적인 대수적 문제로 국한해서 생각하는 경향이 있다. 대수적인 표현뿐만 아니라 동적인 기하학적 표현을 보완하기 위해 원뿔곡선을 원뿔 절단으로 정의한 역사적 근거를 해시계에서 찾고 원뿔 절단으로는 설명할 수 없는 초점과 준선 개념의 역사도 살펴본다. 그리고 원뿔곡선을 연속적으로 그리기 위해 사용된 도구들에 대해서 알아보고, 학생들의 활동을 위한 공학적 도구로 컴퓨터 환경을 살펴본다.

목적을 가진 게임을 이용한 사용자의 검색 의도 자동 획득 시스템 설계 (The automatic acquisition system design of the user's searching intention using Game With A Purpose(GWAP))

  • 양영욱;임희석
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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    • pp.810-812
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    • 2009
  • 정보의 양이 기하급수적으로 증가함에 따라, 그 정보들을 효과적으로 제공하기 위해 검색 기술들이 개발 되었다. 현대 검색 기술은 단순 텍스트 매칭 기반으로 사용자의 의도와는 상관없는 정보까지 검색하는 경우가 많아서, 실제로 원하는 정보를 찾는데 많은 시간과 노력을 요구한다. 이런 단점들을 극복하고자 사용자의 검색 의도를 고려한 검색 기술들이 개발되었다. 검색 의도를 획득하는 방법에는 자동적인 방법과 수동적인 방법, 그리고 반자동적인 방법이 있다. 자동적인 방법은 사람이 아닌 컴퓨터를 통해서 획득이 이루어지기 때문에 사용자의 의도를 완벽히 반영하는 것이 어렵다. 수동적인 방법은 사람이 직접 참여하여 작성하기 때문에 사용자의 의도를 반영할 수 있지만, 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다. 반자동적인 방법은 위의 두 가지 단점을 보완할 수 있다. 본 논문에서는 반자동적인 방법인 목적을 가진 게임을 이용한 사용자의 검색 의도 획득 시스템을 사용한다. 이 후에 시스템에서 도입한 Game With A Purpose(GWAP)의 개념과 시스템의 구성, 그리고 발전방향 및 결론을 논의한다.

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감쇠효과(減衰效果)를 고려한 비보존력계(非保存力系)의 동적(動的) 후좌굴(後挫屈) 해석(解析) (The Dynamic Post-Buckling Analysis of the Non-Conservative System including Damping Effects)

  • 김문영;장승필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.67-75
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    • 1990
  • 보존력 및 비보존력을 받는 평면뼈대 구조물의 동적 후좌굴거동을 추적하기 위하여 비보존력의 방향변화를 고려할 수 있는 기하적인 비선형 유한 요소해석 방법을 제시하였다. 보존력계와 비보존력계에 대하여 내적 및 외적감쇠효과를 고려하는 비선형 패트릭스 운동 방정식을 유도하고 Newmark 방법을 사용하여 수치적으로 직접 적분하였다. Post-divergence 및 Post-flutter 현상들응 보여주는 해석예제들을 통하여 내적 및 외적감쇠하중이 이러한 비선형 동적 후좌굴거동들에 미치는 영향들을 조사하였다.

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충격하중을 받는 Euler기둥의 동적좌굴 해석 (Dynamic Instability Analysis of Euler Column under Impact Loading)

  • 김형열
    • 전산구조공학
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    • 제9권3호
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    • pp.187-197
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    • 1996
  • Explicit 직접적분법 알고리듬을 사용하여 Euler기둥의 동적 좌굴거동을 해석할 수 있는 수치해석법을 제시하였다. 평면뼈대 유한요소를 기하학적 비선형 거동과 전체좌굴의 영향을 고려할 수 있도록 보의 대변위 이론으로부터 유도하였고, central difference method를 바탕으로 해석 알고리듬을 개발하였다. 다양한 형상, 크기, 재하시간을 갖는 충격하중에 대하여 Euler기둥의 동적좌굴거동과 고유치 문제를 해석하였다. 수치해석 예제를 통하여 본 연구의 결과를 검증하였다.

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사장교 케이블 진동감소용 납-전단 댐퍼의 설계 (Design of Lead-Shear Damper for Stay Cables)

  • 안상섭
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.31-36
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    • 2001
  • 본 논문에서는 지점근처에 납-전단 댐퍼(LSD)가 설치된 케이블의 동적 거동에 대해 다루었다. 이러한 동적 거동에 대한 파악은 케이블의 진동 감소 목적으로 댐퍼를 설계하는 경우 중요한 절차중 하나이다. 납-전단 댐퍼와 같은 이력형 댐퍼의 실제 이력곡선에 기초하여 본 연구에서는 납-전단 댐퍼의 이력곡선을 완전 탄소성으로 가정하였다. 납-전단 댐퍼의 역학적 모델은 등가 켈빈 모델을 사용하였으며 케이블의 새그 효과를 고려하였다. 납- 전단 댐퍼의 용량이라고 할 수 있는 항복력을 설계변수로 선택하고 케이블에 최적의 감쇠효과를 부여하는 동적학적 관계에 대해 연구하였다. 또한 댐퍼가 케이블에 설치되는 지점과 케이블의 장력에 대한 댐퍼의 감쇠효과에 대해서도 연구하였다. 매개변수 해석결과 케이블의 기하학적 형상 및 댐퍼의 설치조건에 따라 납-전단 댐퍼가 케이블에 부가하는 감쇠의 크기가 변함을 알 수 있었으며, 이때 최대의 감쇠성능을 발휘하는 최적 항복력이 존재하는 것을 알았다.

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스텝 하중을 받는 공간 트러스 시스템의 멀티스텝 테일러 급수 해석과 동적 불안정 (Dynamic Instability and Multi-step Taylor Series Analysis for Space Truss System under Step Excitation)

  • 이승재;손수덕
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.289-299
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 비선형 불연속 시스템인 공간 트러스에 멀티스텝 테일러 해법을 적용하는 것과 비선형 동적 응답 및 불안정 특성을 분석하는 것이다. 해석적 접근에 기초한 보다 정밀한 해는 공간 구조물의 역 문제나 또는 불안정 문제를 다루는데 매우 필요하며, 이는 지배방정식의 비선형성에 기인한다. 따라서 기하학적 비선형을 고려하여 지배 운동 방정식을 유도하였으며, 테일러 해법을 이용하여 정밀한 해석적 해를 구하였다. 해석 방법의 정밀도 검증을 위해서 단일자유도 모델을 채택하였으며, 테일러 해법을 이용한 결과를 4차 룬게-쿠타 법과 비교하였다. 또한, 스텝 하중을 받는 모델의 동적 불안정과 좌굴 특성을 고찰하였다. 두 해석 방법의 비교 결과는 매우 잘 일치하였고, 동적 응답과 위상공간에서의 끌개는 스텝하중 아래에서의 동적 좌굴 현상과, 모델에 감쇠가 미치는 영향을 잘 설명할 수 있음을 보여주었다. 해석결과에서 비감쇠 시스템과 감쇠 시스템의 동적 좌굴 하중 레벨은 각각 정적 좌굴 하중 레벨의 약 77%와 83%의 범위로 나타났다.

Hybrid 구조물의 비선형 불안정 거동에 관한 연구(II) -STEP 하중에서의 동적 면내비틀림 좌굴 특성- (A Study on the Nonlinear Instability Behavior of Hybrid Structures(II) -Characteristic of Dynamic In-Plane Torsional Buckling under the STEP Load-)

  • 김승덕;김형석;강문명
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.599-608
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    • 2001
  • STEP 하중을 받고 있는 쉘형 구조물의 동적 불안정 문제를 다룬 연구 결과는 다소 발표되고 있으나 Hybrid 케이블 돔의 동적 불안정 문제를 다룬 연구는 아직 없는 실정이다. 또 카오스의 생성을 파악하기 위하여 위상면을 이용하여 동적 좌굴의 기본적 현상을 다룬 연구도 거의 없다. 본 연구에서는 기하학적 비선형을 고려한 Hybrid 케이블 돔의 간접좌굴을 수치적 기법으로 조사하고 이를 정적 임계하중과 비교하였다. 동적 좌굴하중은 비선형 운동방정식을 수치분석하여 결정하고 위상면을 이용하여 간접좌굴 현상을 규명한다.

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기하 문제 학습을 위한 동적 추론 체계 (A Dynamic Inferential Framework for Learning Geometry Problem Solving)

  • 국형준
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제27권4호
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    • pp.412-421
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    • 2000
  • 수리나 과학 영역의 학습은 원리 이해와 응용을 위주로 함에도 불구하고 기존의 교육용 소프트웨어 제품들은 단순 주입식이나 단답식의 학습을 지원하는 것이 대부분이어서 높은 학습 성과를 기대하기는 어려운 실정이다. 인공 지능 연구에서 지식 표현 체계나 탐색, 추론 기법이 학습기 설계에 도입되어 증명기, 모의 실험기 유형의 학습기 연구에는 상당한 진전을 보아 왔으나 여전히 실용적 수준이라 할 수는 없고 특히 문제 해결을 지원하는 학습기는 설계 모형조차 제시되지 못하고 있다. 본 연구가 설계한 기하 문제 학습기는 학습과 병행하는 동적 추론을 구사한다. 실시간 문제 해결을 지원하기 위한 정보 구성요소로서 명제, 가설 및 연산자에 의해 문제 공간을 정의하고 이들의 생성과 검증을 추론의 주요 대상으로 하는 대화식 문제 학습의 메카니즘을 탐구하였다. 성취한 결과로서 기하 문제 해결에서 필수 불가결한 요소임에도 불구, 기존 시스템이 간과해 왔던 대수 처리를 위한 일련의 추론 전략을 연계적으로 구사함으로서 실용성있는 문제 학습기의 설계 모형을 얻었다. 제안 모형은 물리, 전자 회로 등 타 과학 영역의 문제 학습기 설계에도 적용될 수 있다.

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유체의 영향을 고려한 프리스트레스트 액체저장 탱크의 동적해석 (Dynamic Analysis of Prestressed Liquid Storage Tanks Considering Fluid Effect)

  • 황철성;백인열
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.71-82
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    • 1999
  • 자오방향 및 주변방향으로 프리스트레스트 하중이 작용된 축대칭 쉘 구조물을 축대칭요소로 모델화하였다 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도에 비례한 부가질량으로 표현하였으며 부가질량은 유체를 비점성 비압축 및 비회전으로 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다. 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다 이때 기하학적으로 축대칭인 구조물의 특성을 최대한으로 이용할 수 있도록 쉘을 링요소로 모델링하였으며 기하학적 비선형관계식에 의하여 동적 모형식을 유도하였다 프로그램을 통하여 해석한 결과를 프리스트레스하중 하에서 고유진동수에 대한 정해와 비교한 결과 20개 이내의 링요소로 모델링한 경우에서도 정해와 근접한 해를 얻을수 있었으며 내부유체가 있는 경우에 대한 고유진동수를 문헌과 비교한 결과 근접한 해를 얻을 수 있었다 내부유체의 높이의 증가에 따라 고유진동수는 현저히 감소하였으며 Wave Number가 적을수록 감소폭이 크게 나타났다. 지진하중에 대한 반경방향의 처짐을 해석한 결과 동일한 크기의 프리스트레스하중이 작용될 때 자오방향의 프리스트레스하중이 작용될 경우가 다소 큰 처짐값을 나타내었다.

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함수의 그래프 표현 및 그래프 해석 지도 가능성 탐색 - 초등학교 5학년을 중심으로 - (Investigation to Teach Graphical Representations and Their Interpretations of Functions to Fifth Graders)

  • 이화영;류현아;장경윤
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제11권1호
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    • pp.131-145
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    • 2009
  • 본 연구는 초등학교 학생들에게 함수의 그래프 표현 및 해석의 지도가능성을 탐색하기 위하여 설계되었다. 이를 위하여 부분적으로 역동적인 기하 소프트웨어를 이용하는 점진적인 함수 그래프 지도 방법을 고안하여, 초등학교 5학년생 4명을 대상으로 8차시의 수업을 실행하였다. 연구 결과, 아동들은 함수 관계에 대한 개념화, 1차 함수 그래프의 해석, 1차 함수 그래프 기울기의 의미를 인식하고, 기울기에 대한 논의와 실생활과의 관련성을 파악하는 것으로 나타났다. 함으로써 함수의 그래프 표현 및 해석의 지도가 가능함을 알 수 있었다. --삭제) 또한, 아동들은 GSP-선그래프를 통하여 그래프에서의 점과 선의 관계를 시각적으로 명확히 인식하였으며, 함수관계를 그래프로 정확하게 표현하는 데에 있어서 결정적인 역할을 했음을 알 수 있었다.

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